PLC定时器与计数器的应用

PLC技术在典型任务中的应用第1页[模块概述]在电子世界中，一个普遍的观点是事件几乎都是瞬时发生的。而在自动化控制工程中，经常需要延迟事件以便机器部件完成它们的运动，解决这个问题的最好办法是使用定时器。任何时候，编程人员需要计数动作或者累积次数时，都会用到计数器。定时器/计数器指令是PLC最基本的功能指令，在控制系统中应用非常普遍，S7-200PLC分别提供了256个不同类型的定时器和计数器，为编程带来了很大的便利。本模块主要学习定时器/计数器指令的功能及应用技巧，训练应用定时器/计数器指令完成典型控制任务的基本方法，以及定时器和计数器指令联合应用注意的问题和技巧。模块三定时器/计数器指令应用PLC技术在典型任务中的应用第2页主要内容任务一电动机间歇运行控制任务二十字路口交通灯控制任务三组合吊灯亮度控制PLC技术在典型任务中的应用第3页[学习目标]1．读懂控制系统时序图。2．理解定时器/计数器指令的功能及使用要领。3．领会定时器和计数器指令联合应用技巧。4．能够应用定时器/计数器指令完成典型控制任务。PLC技术在典型任务中的应用第4页[知识学习]1．分类S7-200系列PLC的定时器按触点转换时刻可分为：延时接通定时器（TON）：输入端通电后，定时器延时接通。延时断开定时器（TOF）：输入端通电时输出端接通，输入端断开时定时器延时断开。保持型延时接通定时器（TONR）：输入端通电时定时器计时，断开时计时停止，计时值累计；复位端接通时计时值复位为0。定时器对时间间隔计数，时间间隔又称为时基或分辨率。S7-200CPU提供三种定时器分辨率：1ms定时器、10ms定时器和100ms定时器，最长定时值和分辨率的关系是：最长定时值=时基（分辨率）×最大定时计数值。一、定时器PLC技术在典型任务中的应用第5页1．分类一、定时器具体的定时器编号与定时精度对照表定时器定时精度最大值CPU221/CPU222/CPU224/CPU226TONR1ms32．767sT0、T6410ms327.67sT1～T4、T65～T68100ms3276.7sT5～T31、T69～T95、TON/TOF1ms32.767sT32、T9610ms327.67sT33～T36、T97～T100100ms3276.7sT37～T63、T101～T255PLC技术在典型任务中的应用第6页2．功能一、定时器每个定时器均有一个16位的当前值寄存器和一个1bit的状态位，当前值寄存器用于存储定时器累计的时基增量值（1～32767），而状态位用于表示定时器的状态。若当前值寄存器累计的时基增量值大于等于设定值时，定时器的状态位被置1，该定时器的触点转换。定时器的当前值、设定值均为16位有符号整数（INT），允许的最大值为32767。除了常数外，还可以用VW、IW等作它们的设定值。PLC技术在典型任务中的应用第7页3．程序举例一、定时器（1）TON：延时接通定时器：PLC技术在典型任务中的应用第8页3．程序举例一、定时器（2）TOF：延时断开定时器：PLC技术在典型任务中的应用第9页3．程序举例一、定时器（3）TONR：保持型延时接通定时器：PLC技术在典型任务中的应用第10页1．分类二、计数器指令S7-200系列PLC的计数器按工作方式可分为：加计数器（CTU）减计数器（CTD）加/减计数器（CTUD）PLC技术在典型任务中的应用第11页2．功能二、计数器指令计数器的结构与定时器基本相同，每个计数器有一个16位的当前值寄存器用于存储计数器累计的脉冲数（1～32767），另有一个状态位表示计数器的状态。若当前值寄存器累计的脉冲数大于等于设定值时，计数器的状态位被置1，该计数器的触点转换。同定时器一样，计数器的当前值、设定值均为16位有符号整数（INT），允许的最大值为32767。除了常数外，还可以用VW、IW等作它们的设定值。PLC技术在典型任务中的应用第12页3．程序举例二、计数器指令（1）加计数器（CTU）PLC技术在典型任务中的应用第13页3．程序举例二、计数器指令（2）减计数器（CTD）PLC技术在典型任务中的应用第14页3．程序举例二、计数器指令（3）加/减计数器（CTUD）PLC技术在典型任务中的应用第15页MOVB：传送字节指令。MOVB指令将输入字节传送到输出字节，在传送过程中不改变字节的大小。字节传送电路与MOVB指令的用法如图所示：三、数据传送指令PLC技术在典型任务中的应用第16页在实际应用中，MOVB指令常用作继电器的清零：三、数据传送指令PLC技术在典型任务中的应用第17页电动机间歇运行的继电器控制电路和用时序图表示的电动机工作过程如图所示。此电路可应用于机床自动间歇润滑控制等。一、控制要求任务一电动机间歇运行控制PLC技术在典型任务中的应用第18页STEP1：任务分析二、任务实施任务一电动机间歇运行控制可以看出，合上控制开关SA后，电动机5秒后开始运转，10秒后停止运行。电动机就这样停止5秒，运转10秒，周而复始地间歇运行下去，只有断开控制开关SA后，电动机才会停止运转。电动机的运行时间和停止时间都可以由定时器的设定值控制，下面就应用定时器指令完成电动机间歇运行的控制。PLC技术在典型任务中的应用第19页STEP2：任务准备二、任务实施任务一电动机间歇运行控制此电路中包含了一个输入设备：控制开关SA；1个输出负载：接触器KM。I/O设置如表所示。设备/信号类型序号名称PLC地址编号输入1控制开关I0.0SA输出1接触器线圈Q0.0KMPLC技术在典型任务中的应用第20页STEP2：任务准备二、任务实施任务一电动机间歇运行控制PLC输入输出接线如图SADC24V电源进线SIEMENSCPU226AC/DC/RLYAC220V电源进线PLCKMPLC技术在典型任务中的应用第21页STEP3：程序编制二、任务实施任务一电动机间歇运行控制PLC梯形图程序PLC技术在典型任务中的应用第22页STEP3：程序编制二、任务实施任务一电动机间歇运行控制工作过程如下：合上控制开关SA后，输入继电器I0.0动合触点闭合，定时器T37线圈得电开始计时，经过设定时间5秒后，T37动合触点闭合，定时器T38线圈得电开始计时，同时输出继电器Q0.0线圈得电，接触器KM得电吸合，电机运转。经过T38的设定时间10秒后，T38动断触点断开T37线圈，T37动合触点断开，进而使T38、Q0.0线圈失电，电动机停止运转。此时T38动断触点又接通T37线圈，计时到T37的设定时间5秒后，T37动合触点再次接通T38、Q0.0线圈，KM得电吸合，电动机重新启动运转，运行10秒后又停止运行，电动机就这样停止5秒，运转10秒，周而复始地间歇运行下去，只有断开控制开关SA使I0.0触点断开后，电动机才会停止运转。PLC技术在典型任务中的应用第23页STEP4：系统调试二、任务实施任务一电动机间歇运行控制程序的初始状态监控状态PLC技术在典型任务中的应用第24页STEP4：系统调试二、任务实施任务一电动机间歇运行控制合上控制开关SA后状态PLC技术在典型任务中的应用第25页STEP4：系统调试二、任务实施任务一电动机间歇运行控制电动机运行时的监控状态PLC技术在典型任务中的应用第26页1．闪烁电路三、任务拓展任务一电动机间歇运行控制PLC技术在典型任务中的应用第27页2．定时器范围的扩展三、任务拓展任务一电动机间歇运行控制设定值1h的定时器扩展电路PLC技术在典型任务中的应用第28页十字路口交通指挥灯时序图，按下起动按钮，十字路口交通指挥灯按图示规律自动循环；按下停止按钮，所有灯光熄灭。一、控制要求任务二十字路口交通灯控制PLC技术在典型任务中的应用第29页STEP1：任务分析二、任务实施任务二十字路口交通灯控制1．纵道交通灯的运行控制过程：（1）按下启动按钮，纵道绿灯点亮，计时16秒，闪烁1S后熄灭；（2）纵道黄灯点亮，计时1秒后纵道黄灯熄灭；（3）纵道红灯点亮，计时20秒后纵道红灯熄灭；（4）返回步骤（1），系统循环运行；（5）按下停止按钮，双方向所有信号灯熄灭。2．横道交通灯的运行控制过程：（1）按下启动按钮，横道红灯点亮，计时19秒后横道红灯熄灭；（2）横道绿灯点亮，计时16秒，闪烁1S后熄灭；（3）横道黄灯点亮，计时1秒后横道黄灯熄灭；（4）横道红灯再次点亮，计时1秒后红灯熄灭；（5）返回步骤（1），系统循环运行；PLC技术在典型任务中的应用第30页STEP1：任务分析二、任务实施任务二十字路口交通灯控制南北方向绿灯20秒显示横道红灯19秒显示纵道绿灯16秒显示，1秒闪烁纵道黄灯1秒显示横道绿灯16秒显示，1秒闪烁纵道红灯1秒显示横道黄灯1秒显示纵道红灯19秒显示横道红灯1秒显示启动按钮是否按下Y停止按钮是否按下NY结束开始PLC技术在典型任务中的应用第31页STEP2：任务准备二、任务实施任务二十字路口交通灯控制此电路中包含了两个输入设备：启动按钮SB1，停止按钮SB2；6个输出负载：纵道绿灯HL1、纵道黄灯HL2、纵道红灯HL3、横道红灯HL4、横道绿灯HL5、横道黄灯HL6。I/O设置如表所示。设备/信号类型设备名称信号地址输入启动按钮SB1I0.0停止按钮SB2I0.1输出纵道绿灯HL1Q0.0纵道黄灯HL2Q0.1纵道红灯HL3Q0.2横道红灯HL4Q0.3横道绿灯HL5Q0.4横道黄灯HL6Q0.5PLC技术在典型任务中的应用第32页STEP2：任务准备二、任务实施任务二十字路口交通灯控制系统输入输出接线图SB2SB1HL2HL3启动按钮停止按钮DC24V电源进线纵道黄灯纵道红灯SIEMENSCPU226AC/DC/RLYAC220V电源进线PLCHL1纵道绿灯横道红灯横道绿灯HL4HL5HL6横道黄灯PLC技术在典型任务中的应用第33页STEP3：程序编制二、任务实施任务二十字路口交通灯控制1．纵道交通灯的运行控制程序PLC技术在典型任务中的应用第34页STEP3：程序编制二、任务实施任务二十字路口交通灯控制1．纵道交通灯的运行控制程序PLC技术在典型任务中的应用第35页STEP3：程序编制二、任务实施任务二十字路口交通灯控制1．纵道交通灯的运行控制程序PLC技术在典型任务中的应用第36页STEP3：程序编制二、任务实施任务二十字路口交通灯控制2．横道交通灯的运行控制程序PLC技术在典型任务中的应用第37页STEP3：程序编制二、任务实施任务二十字路口交通灯控制2．横道交通灯的运行控制程序PLC技术在典型任务中的应用第38页STEP3：程序编制二、任务实施任务二十字路口交通灯控制2．横道交通灯的运行控制程序PLC技术在典型任务中的应用第39页STEP3：程序编制二、任务实施任务二十字路口交通灯控制2．横道交通灯的运行控制程序3、按下停止按钮，双向交通信号灯熄灭的控制程序PLC技术在典型任务中的应用第40页STEP4：系统调试二、任务实施任务二十字路口交通灯控制系统调试表格项目当前状态操作预测结果通过失败完成程序编写编译程序无错误报告□□程序编译成功下载程序出现下载窗口,数据下载正常□□程序下载成功运行CPUCPU运行指示灯正常□□CPU运行正常在线监控程序无通讯错误，能正常读取输入输出点状态□□程序监控正常按照控制要求逐一给出运行条件依照时序图不同条件下能够得到相对应的输出信号□□程序输出正确观察信号灯负载运行正常□□PLC技术在典型任务中的应用第41页三、任务拓展任务二十字路口交通灯控制设某工件加工过程分为四道工序完成，共需30秒，其时序要求如图所示控制要求：当控制开关接通时，按时序循环运行；控制开关断开时，停止运行。而且每次接通控制开关时均从第一道工序开始。试编制满足上述控制要求的梯形图并进行系统设计和调试。PLC技术在典型任务中的应用第42页一、控制要求任务三组合吊灯亮度控制用一个按钮控制组合吊灯三档亮度，控制功能如图所示PLC技术在典型任务中的应用第43页STEP1：任务分析二、任务实施任务三组合吊灯亮度控制根据控制要求对任务进行分析，从组合吊灯三